缸内直喷式汽油机 系统·原理·研发与前景 原书第3版PDF电子书下载

第1章 简述 1

第2章 汽油直接喷射发展史 3

参考文献 22

第3章 混合气形成和燃烧过程 24

3.1 混合气形成的基本原理 26

3.1.1 燃油准备 27

3.1.2 缸内流动特性 30

3.2 均质混合直接喷射 35

3.3 分层混合直接喷射 43

3.3.1 壁面导向型燃烧过程 45

3.3.2 空气导向型燃烧过程 49

3.3.3 喷束导向型燃烧过程 51

3.4 点火与燃烧 61

3.4.1 稀薄混合气的点火特点 62

3.4.2 缸内直喷式汽油机的不正常点火 65

3.4.3 缸内直接喷射均质运行时的燃烧 66

3.4.4 分层充量运行时的火焰传播 66

3.4.5 爆燃 70

3.5 均质压燃汽油直接喷射 73

3.5.1 热力学 73

3.5.2 汽油自着火的方案和运行策略 76

3.5.3 干预缸内直接喷射的可能性 79

3.5.4 降低燃油耗和有害物排放的潜力 79

3.5.5 声学特性 81

3.6 Diesel/Otto组合式燃烧过程 89

参考文献 90

第4章 喷油系统概论 97

4.1 空气辅助低压直接喷射 98

4.2 高压共轨直接喷射 100

4.2.1 高压燃油泵 102

4.2.2 燃油共轨 106

4.2.3 高压喷油器及其喷嘴 108

4.2.4 喷油策略 118

参考文献 122

第5章 功率和转矩 124

参考文献 131

第6章 增压技术 132

6.1 机械增压 134

6.1.1 机械增压的结构形式 136

6.1.2 旋转活塞式增压器 136

6.1.3 螺杆式增压器 137

6.1.4 叶片式增压器 137

6.1.5 螺旋式增压器 138

6.2 废气涡轮增压 139

6.2.1 废气涡轮增压器的功能和结构 141

6.2.2 可变涡轮几何截面 142

6.3 汽油机废气涡轮增压与缸内直喷的协同配合 144

6.4 采用电动增压器实现高增压 146

6.4.1 电动辅助废气涡轮增压器 147

6.4.2 电动增压器 147

6.5 复合增压系统 149

6.5.1 并联转换式增压 149

6.5.2 两级串联可调式增压 150

6.5.3 组合增压——机械增压与废气涡轮增压相结合 151

参考文献 153

第7章 燃油耗 154

7.1 效率和燃油耗潜力的评估 158

7.2 现有发动机的燃油耗 159

参考文献 166

第8章 发动机小型化和低速化 168

8.1 小型化 168

8.2 低速化 171

参考文献 173

第9章 废气排放和减少有害物 174

9.1 发动机工作过程中有害物的形成 174

9.2 废气排放法规 178

9.2.1 欧洲废气排放法规 179

9.2.2 美国联邦／加利福尼亚州废气排放法规 181

9.2.3 日本废气排放法规 184

9.2.4 降低燃油耗法规 185

9.3 降低包括颗粒物在内的有害物排放 186

9.3.1 机内措施 187

9.3.2 废气再循环 187

9.3.3 化学计量比运行时的废气后处理 188

9.3.4 缸内直接喷射稀薄混合气运行的废气后处理 191

9.3.5 废气催化转化器的加热策略 194

9.3.6 颗粒捕集器 196

9.4 降低有害物排放的新途径 198

参考文献 202

第10章 噪声排放 204

10.1 法规要求 204

10.2 燃烧噪声 206

10.2.1 均质GDI与分层GDI的比较 206

10.2.2 涡流和滚流水平对燃烧激振的影响 208

10.2.3 废气再循环（EGR）对燃烧噪声的影响 208

10.2.4 运行模式变换的影响 209

10.2.5 分层运行时怠速运转的优化 209

10.3 机械噪声 210

10.3.1 爆燃调节系统的优化 211

10.3.2 高压燃油分配系统的影响 212

10.4 GDI小型化方案的声学性能 214

10.4.1 功率相同机型的比较 214

10.4.2 缸内直喷式汽油机小型化噪声的比较 214

10.4.3 增压系统的噪声 217

10.4.4 燃油品质对声学性能的影响 218

10.4.5 噪声品质的主动设计 219

参考文献 220

第11章 汽油直接喷射对发动机其他系统的影响 222

11.1 点火系统 222

11.1.1 火花点火系统 222

11.1.2 激光点火系统 230

11.1.3 微波点火系统 234

11.2 活塞 235

11.2.1 材料 236

11.2.2 制造工艺 238

11.2.3 结构设计和零件强度 239

11.3 气门、气门座圈和气门导管 243

11.3.1 气门及气门座圈 243

11.3.2 直喷式汽油机的进气门积炭 245

11.3.3 气门导管 246

11.3.4 轻型气门 246

11.4 现代汽油机的进气系统 247

11.4.1 进气系统热力学 248

11.4.2 自然吸气式汽油机的进气歧管 250

11.4.3 增压汽油机的进气歧管 252

11.4.4 增压直喷式汽油机的进气歧管 252

11.5 曲轴箱通风 254

11.6 空气脉冲阀 259

11.6.1 技术描述 260

11.6.2 结构原理和边界条件 260

11.6.3 热力学潜力 262

11.7 燃油箱通风 269

11.8 车内辅助加热系统 272

11.8.1 简介 272

11.8.2 辅助加热器的种类 272

11.8.3 PTC电辅助空气加热器 272

11.8.4 冷却液电辅助加热器 275

11.8.5 燃油辅助加热器 276

11.8.6 黏液辅助加热器 277

11.8.7 废气辅助加热器 278

11.8.8 小结和未来展望 279

参考文献 280

第12章 油电混合动力系统中的缸内直喷式汽油机 283

12.1 简介 283

12.2 乘用车混合动力装置 284

参考文献 291

第13章 燃料和润滑油 292

13.1 汽油燃料 292

13.1.1 简介 292

13.1.2 一般原理 292

13.1.3 汽油燃料成分和汽油混合燃料 294

13.1.4 对汽油燃料的要求及其实际意义 295

13.1.5 燃料对废气排放的影响 301

13.1.6 汽油含有的生物燃料成分：生物乙醇和乙基叔丁基醚（ETBE） 302

13.2 汽油机润滑剂 304

13.2.1 润滑剂类型 304

13.2.2 发动机机油的功能 304

13.2.3 对发动机机油的要求 304

13.2.4 发动机机油的成分 305

13.2.5 黏度 305

13.2.6 基础油 307

13.2.7 添加剂 308

13.2.8 发动机机油的功能等级 310

13.2.9 乘用车制造商的燃油和润滑油规范 314

13.2.10 未来展望 314

参考文献 315

第14章 发动机方案 316

14.1 量产方案 316

14.1.1 历史 316

14.1.2 分层充量方案：壁面和空气导向型燃烧过程 318

14.1.3 分层充量方案：喷束导向型燃烧过程 324

14.1.4 非增压均质混合气方案 328

14.1.5 增压均质混合气方案 332

14.2 用于汽车运动的方案及其对量产车开发的促进 341

14.2.1 简介 341

14.2.2 赛车运动中的汽油缸内直接喷射 342

14.2.3 用于勒芒24小时耐力赛的V8双涡轮增压直喷式汽油机 342

14.2.4 转换成量产的2L增压直喷式汽油机 347

14.2.5 赛车运动型与量产型直喷式汽油机的比较 348

14.2.6 小结和未来展望 349

14.3 二冲程缸内直喷式汽油机 349

14.3.1 简介 349

14.3.2 历史 350

14.3.3 量产方案 354

14.3.4 应用和未来展望 356

参考文献 361

第15章 直喷式汽油机的市场发展 364

15.1 简介 364

15.2 美国、欧洲和日本市场的发展 364

15.3 金砖国家（BRIC）市场的发展 366

第16章 未来展望 368

参考文献 372